Полимербетоны
Введение.
На современном этапе жизни человечества происходит интенсивное развитие науки, техники и производства. Высокий уровень современных технологий требует применения в строительстве качественно новых материалов. Современное производство предъявляет высокие требования к строительным материалам: прочность, плотность, стойкость к действию агрессивных сред, низкая тепло- , звуко- , влагопроводность.
Применяемые в настоящее время материалы на основе минеральных вяжущих: бетон, железобетон, силикатные бетоны, которые не всегда соответствуют предъявляемому уровню требований. Поэтому в настоящее время промышленность строительных материалов развитых стран производит широкую номенклатуру продукции на основе полимеров.
Одна из эффективных областей применения полимерных материалов в строительстве – создание на их основе высокопрочных и химически стойких полимербетонов. В зависимости от вида применяемого полимера полимербетоны могут обладать: высокой прочностью, химической стойкостью, долговечностью и рядом других свойств. Кроме того, полимербетоны сравнительно просты в изготовлении, технологичны, имеют качественные декоративные свойства.
Полимербетоны применяют для изготовления железнодорожных шпал, колонн, труб, стоек, решеток, плит, декоративно-отделочных материалов.
Классификация.
Полимербетоны – высоконаполненные композиции, полученные на основе синтетических смол или мономеров и химически стойких (инертных к смоле) заполнителей и наполнителей.
Классификацию полимербетонов осуществляют по видам полимерного связующего. Полимерные связующие подразделяются на термопластичные и термореактивные.
На основе термопластичных полимерных связующих получают:
- индекумароновые полимербетоны;
- метилметакрилатовые;
2. На основе термореактивных полимерных связующих получают:
- карбамидные;
- фенольные;
- полиэфирные;
- фурановые;
- фенолформальдегидные полимербетоны.
Полимербетоны, предназначенные для изготовления несущих строительных конструкций, изготавливают на основе термореактивных смол. Термопластичные полимеры в большинстве случаев используются для полимербетонов, которые применяются в защитных облицовках и в виде декоративно-отделочных материалов.
В настоящее время наибольшее распространение находят полимербетоны на фурановых, фенольных, полиэфирных, карбамидных смолах.
Основные свойства полимербетонов определяются химической природой синтетической смолы, видом и содержанием мелкодисперсной фракции наполнителей, видом армирования.
Синтетические смолы и отвердители
Синтетические смолы в полимербетоне являются матрицей, которая обеспечивает монолитность полимербетона, фиксирует форму изделия, распределяет нагрузку по всему объему. Отвердители вводят в состав синтетического связующего для ускорения процесса их отверждения.
Фурановые смолы. Фурановые смолы получают конденсацией фурфурола и фурфурилового спирта с фенолами и кетонами. Эти смолы являются наиболее дешевым полимерным вяжущим. Из фурановых смол преимущественно применяются фурфуролацетоновые смолы ФА, ФАМ, 4ФА. В качестве отвердителей фурановых смол используют безводные ароматические сульфокислоты и сульфохлориды (толуолсульфокислота, п-толуолсульфохлорид и др.), минеральные кислоты (серная, фосфорная, соляная), хлориды металлов (хлорное железо, хлорный алюминий).
Полиэфирные смолы. В зависимости от типа соединений они разделяются на полиэфирмалеинаты и полиэфиракрилаты.
1.Полиэфирмалеинаты – смолы, относящиеся к классу термореактивных полимеров, получаемых поликонденсацией. Полиэфирмалеинаты в большинстве случаев отверждаются с помощью инициаторов (гидроперекиси изопропилбензола или метилэтилкетона) и ускорителей (10% раствора нафтената кобальта в стироле или диметиланилине).
2.Полиэфиракрилаты получают совместной конденсацией ненасыщенных двухосновных кислот с гликолями, глицерином в присутствии одноосновной ненасыщенной кислоты. В качестве отвердителей используют перекись бензоила, перекись метилэтилкетона.
Фенолформальдегидные смолы – продукт поликонденсации фенола с фенолформальдегидом. Использование при производстве полимербетона фенолформальдегидных смол позволяет получать полимербетоны с высокими физико-механическими свойствами и химической стойкостью.
Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы – это самый распространенный вид синтетического связующего. Мочевиноформальдегидные смолы получают в результате реакции поликонденсации мочевины и формальдегида в водной или в водноспиртовой среде. Отвердителями карбамидных смол являются органические (щавелевая, лимонная, уксусная) и неорганические (серная, соляная, фосфорная) кислоты, а также некоторые соли (хлористый аммоний, хлористый цинк).